各位小伙伴，不久前我們推送了“SiC科普小課堂”視頻課——《什么是米勒鉗位？為什么碳化硅MOSFET特別需要米勒鉗位？》后反響熱烈，很多朋友留言詢問(wèn)課件資料。今天，我們將這期視頻的圖文講義奉上，方便大家更詳盡地了解在驅(qū)動(dòng)碳化硅MOSFET時(shí)采用米勒鉗位功能的必要性。

01 什么是米勒現(xiàn)象

在橋式電路中，功率器件會(huì)發(fā)生米勒現(xiàn)象，它是指當(dāng)一個(gè)開(kāi)關(guān)管在開(kāi)通瞬間，使對(duì)管的門(mén)極電壓出現(xiàn)快速升高的現(xiàn)象。

該現(xiàn)象廣泛存在于功率器件中，包括IGBT、Si MOSFET、SiC MOSFET。

原理分析：

當(dāng)下管Q2保持關(guān)閉，在上管Q1開(kāi)通瞬間，橋臂中點(diǎn)電壓快速上升，橋臂中點(diǎn)dv/dt的水平，取決于上管Q1的開(kāi)通速度。該dv/dt會(huì)驅(qū)動(dòng)下管Q2的柵漏間的寄生電容Cgd流過(guò)米勒電流Igd；Igd=Cgd*（dv/dt），dv/dt越大，米勒電流Igd越大。

米勒電流Igd（紅色線）的路徑：Cgd→Rgoff→T4 →負(fù)電源軌，產(chǎn)生左負(fù)右正的電壓。

Vgs=Igd*Rgoff+負(fù)電源軌，這個(gè)電壓疊加在功率器件門(mén)極，Vgs會(huì)被抬高，當(dāng)門(mén)極電壓超過(guò)Vgsth，將會(huì)使Q1出現(xiàn)誤開(kāi)通，從而造成直通現(xiàn)象。

02如何反制米勒現(xiàn)象

使用門(mén)極電壓的負(fù)壓進(jìn)行負(fù)偏置，使負(fù)壓足夠“負(fù)”。

提高器件門(mén)極的門(mén)檻電壓（設(shè)計(jì)選型時(shí)選高Vgsth的器件）。

Rgoff數(shù)值減?。≧goff是米勒現(xiàn)象影響程度的主要貢獻(xiàn)者之一，數(shù)值越大，米勒現(xiàn)象越糟糕）。

減慢功率器件的開(kāi)通速度。

使用米勒鉗位功能。

03對(duì)比IGBT與SiC MOSFET對(duì)于米勒鉗位的需求

以下表格為硅IGBT/ MOSFET和碳化硅MOSFET的具體參數(shù)和性能數(shù)值對(duì)比。

驅(qū)動(dòng)芯片的米勒鉗位腳（Clamp）直接連接到SiC MOSFET的門(mén)極，米勒電流Igd（紅色線）會(huì)流經(jīng)Cgd→Clamp腳→T5到負(fù)電源軌，形成了一條更低阻抗的門(mén)極電荷泄放回路。

驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)部比較器的翻轉(zhuǎn)電壓閾值為2V（參考負(fù)軌），在SiC MOSFET關(guān)斷期間，當(dāng)門(mén)極電壓低于-2V（負(fù)軌為-4V）時(shí)，內(nèi)部比較器翻轉(zhuǎn)，MOSFET (T5)被打開(kāi), 使得門(mén)極以更低阻抗拉到負(fù)電源軌，從而保證SiC MOSFET達(dá)到抑制誤開(kāi)通的效果。

04米勒鉗位作用//雙脈沖平臺(tái)實(shí)測(cè)對(duì)比

測(cè)試條件：上管VGS=0V/+18V,下管VGS=0V；VDS=800V；ID=40A；Rg=8.2Ω；Lload=200uH；Ta=25℃

無(wú)米勒鉗位

有米勒鉗位

結(jié)論

測(cè)試條件：

上管VGS=-4V/+18V,下管VGS=-4V；VDS=800V；ID=40A；Rg=8.2Ω；Lload=20uH；Ta=25℃

無(wú)米勒鉗位

有米勒鉗位

結(jié)論

05 單通道帶米勒鉗位隔離驅(qū)動(dòng)BTD5350Mx系列介紹

產(chǎn)品特性

專門(mén)用于驅(qū)動(dòng)SiC MOSFET的門(mén)極驅(qū)動(dòng)芯片

副方驅(qū)動(dòng)器帶米勒鉗位功能腳Clamp

驅(qū)動(dòng)器輸出峰值電壓可達(dá)10A

驅(qū)動(dòng)器電源全電壓高達(dá)33V

副方驅(qū)動(dòng)器電源欠壓保護(hù)點(diǎn): 8V/11V

封裝類型: SOW-8(寬體)/SOP-8(窄體)

典型應(yīng)用

工業(yè)電源

鋰電池化成設(shè)備

商業(yè)空調(diào)

通信電源

光伏儲(chǔ)能一體機(jī)

焊機(jī)電源

06 雙通道帶米勒鉗位隔離驅(qū)動(dòng)BTD25350xx

產(chǎn)品特性

專門(mén)用于驅(qū)動(dòng)SiC MOSFET的門(mén)極驅(qū)動(dòng)芯片

原方帶使能禁用腳DIS，死區(qū)時(shí)間設(shè)置腳DT

副方驅(qū)動(dòng)器帶米勒鉗位功能腳Clamp

驅(qū)動(dòng)器輸出峰值電壓可達(dá)10A

驅(qū)動(dòng)器電源全電壓高達(dá)33V

原副方封裝爬電間距大于8.5mm，絕緣電壓可以5000Vrms

副方兩驅(qū)動(dòng)器爬電間距大于3mm，支持母線工作電壓VDC=1850V

副方驅(qū)動(dòng)器電源欠壓保護(hù)點(diǎn)：8V/11V

封裝類型: SOW-18

應(yīng)用方向

充電樁中后級(jí)LLC用SiC MOSFET 方案

光伏儲(chǔ)能BUCK-BOOST中SiC MOSFET方案

高頻APF，用兩電平的三相全橋SiC MOSFET方案

空調(diào)壓縮機(jī)三相全橋SiC MOSFET方案

OBC后級(jí)LLC中的SiC MOSFET方案

服務(wù)器交流側(cè)圖騰柱PFC高頻臂GaN或者SiC方案

關(guān)于基本半導(dǎo)體

深圳基本半導(dǎo)體股份有限公司是中國(guó)第三代半導(dǎo)體創(chuàng)新企業(yè)，專業(yè)從事碳化硅功率器件的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。公司總部位于深圳，在北京、上海、無(wú)錫、香港以及日本名古屋設(shè)有研發(fā)中心和制造基地。公司擁有一支國(guó)際化的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，核心團(tuán)隊(duì)由來(lái)自清華大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院、英國(guó)劍橋大學(xué)、德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)、瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院等國(guó)內(nèi)外知名高校及研究機(jī)構(gòu)的博士組成。

基本半導(dǎo)體掌握碳化硅核心技術(shù)，研發(fā)覆蓋碳化硅功率半導(dǎo)體的芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造、封裝測(cè)試、驅(qū)動(dòng)應(yīng)用等產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)，擁有知識(shí)產(chǎn)權(quán)兩百余項(xiàng)，核心產(chǎn)品包括碳化硅二極管和MOSFET芯片、汽車級(jí)及工業(yè)級(jí)碳化硅功率模塊、功率器件驅(qū)動(dòng)芯片等，性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，服務(wù)于電動(dòng)汽車、風(fēng)光儲(chǔ)能、軌道交通、工業(yè)控制、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域的全球數(shù)百家客戶。

基本半導(dǎo)體是國(guó)家級(jí)專精特新“小巨人”企業(yè)，承擔(dān)了國(guó)家工信部、科技部及廣東省、深圳市的數(shù)十項(xiàng)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，與深圳清華大學(xué)研究院共建第三代半導(dǎo)體材料與器件研發(fā)中心，是國(guó)家5G中高頻器件創(chuàng)新中心股東單位之一，獲批中國(guó)科協(xié)產(chǎn)學(xué)研融合技術(shù)創(chuàng)新服務(wù)體系第三代半導(dǎo)體協(xié)同創(chuàng)新中心、廣東省第三代半導(dǎo)體碳化硅功率器件工程技術(shù)研究中心。